簡析抗震支吊架耐火性能的必要性

摘要：文章對抗震支吊架在不同標準中的定義的差異進行了說明，介紹了現行規范對抗震支吊架在應用時的相關規定。針對給排水管道、通風及防排煙管道、電線電纜等貫穿設施中應用的抗震支吊架，結合安裝應用形式，著重闡述了在實際工程中抗震支吊架耐火性能的必要性。

關鍵詞：抗震支吊架;耐火性能;貫穿設施

地震是破壞性極大的自然災害。在建筑給排水、消防、供暖、通風、空調、燃氣、電力、通信等機電工程設施中，安裝抗震支吊架可有效減少和避免地震對建筑物內機電設施的損壞。GB50011《建筑抗震設計規范》的2001版就作出規定：非結構構件，包括建筑非結構構件和建筑附屬機電設備，自身及其結構主體的連接，應進行抗震設計。GB50981-2014《建筑機電工程抗震設計規范》正式發布后，與抗震支吊架相關的標準如雨后春筍相繼出現。隨著CECS420-2015《抗震支吊架安裝及驗收規程》、CJ/T476-2015《建筑機電設備抗震支吊架通用技術條件》、GB/T37267-2018《建筑抗震支吊架通用技術條件》等標準相繼發布實施，抗震支吊架的應用也越加規范。

目前抗震支吊架已在國內大量應用，現行規范主要從力學性能和安裝要求上做出相應規定，對抗震支吊架的耐火性能關注較少。火災中抗震支吊架的金屬部件的機械性能會發生衰減，出現變形，甚至破壞垮塌，從而使得一些消防設施失去作用。因此，抗震支吊架良好的耐火性能是建筑火災安全的重要保障，可有效減少和防止次生災害發生，從而減少人員傷亡和財產損失。

一、抗震支吊架的定義

GB50981-2014《建筑機電工程抗震設計規范》對抗震支吊架的定義為“與建筑結構體牢固連接，以地震力為主要荷載的抗震支撐設施。由錨固件、加固吊桿、抗震連結構件及抗震斜撐組成。”標準CJ/T476-2015、CECS420-2015均采用此定義?？拐鹬У跫芴刂腹苈分У跫芟到y中能夠抵御地震水平破壞力的側向支撐和縱向支撐。因此抗震支吊架不考慮承重。與抗震支吊架相對的是承重支吊架，或稱為裝配式支吊架。GB/T38053-2019《裝配式支吊架通用技術要求》對裝配式支吊架的定義為“工廠預制的連接構件與槽鋼在工地現場組裝，以重力作用為主要荷載，與建筑結構體牢固連接而成的支吊架?！睆亩x來看，裝配式支吊架主要承載物件的重力，沒有包括斜撐等部件。GB/T37267-2018對抗震支吊架的定義為“由錨固件、加固吊桿、抗震連接構件及抗震斜撐組成的與建筑結構體牢固連接的抗震支撐設施?！眲h除了“以地震力為主要荷載的抗震支撐設施”，即具有抗震功能的支吊架或支吊架系統，既可以抵御水平破壞力，也可以承載物件重力。

二、規范及標準的要求

規范GB50981-2014要求抗震設防烈度為6度到9度的建筑機電工程必須進行抗震設計，管道和設備與建筑結構的連接，應允許連接件有一定的相對形變。對于建筑結構的連接件應采取措施進行抗震設防，防排煙風道、事故通風風道，重力大于1.8kN的空調機組、風機設備，管徑不小于25mm的燃氣管道，管徑不小于DN65的室內給水、熱水以及消防管道，截面面積不小于0.38m2的矩形管道，直徑大于等于0.7m的圓形風管，內徑不小于60mm的電氣配管及重力不小于150N/m的電纜梯架、槽盒、母線槽等均應進行抗震設防。

抗震支吊架主要通過在水平管線上安裝縱向和側向的斜撐，以達到抗震的功能。規范根據管道類別不同，明確了抗震支吊架的縱向和側向斜撐安裝的最大間距，見表1。

三、抗震支吊架的應用

根據承載物類別，抗震支吊架主要應用于建筑給排水管道、通風及排煙管道、電線電纜等管線系統中。抗震支吊架作為管路系統的安裝基礎，不但要有足夠的重量承載力，同時也要能有效抵御地震產生的水平破壞力。由于承載物的形態和重量不同，抗震支吊架在實際應用中具有不同的形式。

（一）給排水管道

建筑給排水管道就像建筑的代謝系統，提供水源，排出廢水。人們日常生活用水、工業用水、消防供水等管道主要以塑料和金屬管道為主，固定在支吊架上的安裝方式有單管、多管及組合鋪設方式，單管采用的支吊架一般為單管（桿）抗震支吊架，多管及組合管道采用的支吊架多為門型抗震支吊架。典型的安裝示例如圖1所示。

（二）通風及防排煙管道

建筑的通風系統就像人體自身的呼吸系統，送進新風，排除廢氣。人們為了增加建筑內居住環境的舒適性，對室內溫度和濕度提出更高要求，空調通風系統已普遍應用。建筑防排煙系統是建筑火災安全的重要保障設施，在火災中扮演著極其重要的角色。通風及防排煙管道按材質和構造分有金屬風管、玻鎂風管、保溫風管、保溫復合風管等。不管是空調通風系統還是防排煙系統，通風管道作為空氣或煙氣傳送的主要通道，被大量應用于各種建筑中。通風管道及管道組合件采用的抗震支吊架主要為門型支吊架，典型的安裝示例如圖2所示。

（三）電線電纜

電線電纜是建筑的動脈與神經。電力線纜為建筑輸送電能，提供動力;通訊線纜為建筑聯結信號、傳輸信息。電力、通訊系統是未來社會智能化、信息化必不可少的基礎設施。電力、通訊線纜在應用中通常會用到槽盒、橋架、母線槽等設施。電纜槽盒、母線槽所采用的抗震支吊架主要為門型支吊架，典型的安裝示例如圖3所示。

四、抗震支吊架耐火性能必要性

建筑給排水管道、通風及排煙管道、電線電纜等設施都是連續性的管線系統，這些管線系統在建筑中就是貫穿設施，為了使用安全，雖然建筑中通常設有豎向管井，但實際應用中難以避免會穿越建筑的樓板、墻體及其他構件。建筑中具有防火功能的樓板、墻體及構件是建筑火災安全設計的重要組成部分。建筑中設定了不同的防火分區、防煙分區和防火分隔區，通過防火墻、防火隔墻及防火分隔構件等的限制，將可能發生的建筑火災限制在可控的范圍內，從而減少火災危害。但是這些管線系統就像一把把利刃可以刺穿防火分隔，如果沒有做好防火保護，管線系統將成為火焰蔓延的媒介和火災傳播的通道，必然給建筑帶來嚴重的火災安全隱患。建筑防火設計規范要求一般情況下管線系統應盡量避免穿越防火墻或防火隔墻，當確需穿過時，應做好防火措施，如采用防火封堵材料將墻與貫穿件之間的空隙緊密填充，在貫穿處不能形成縫隙，貫穿件本身應具有一定的防火性能，甚至在火災中能起到一定的防火保護作用?？拐鹬У跫茏鳛楣芫€系統的安裝基礎，它的穩固可靠是管路系統發揮作用的有力保障。

（一）給排水系統是建筑火災安全的重要保障

給排水管道不但是人們日常生活用水、工業用水不可或缺的輸送管路，也是消防供水的基礎設施。消防水管連接著水源、消火栓系統、自動滅火系統等消防設施，是消防管網重要的組成部分。抗震支吊架作為消防水管的支承基礎，在火災中如果率先出現破壞或垮塌，將直接影響消防供水，阻礙消防滅火設施的正常工作。

（二）防排煙系統是建筑火災防控的重要措施

防排煙系統可分為防煙系統和排煙系統。防煙系統通過機械加壓送風方式可有效阻止火災煙氣進入樓梯間、前室或避難層;排煙系統通過機械排煙或自然排煙方式，將煙氣排至建筑物外?；馂闹胁牧先紵龝a生大量的煙氣和有毒氣體，濃煙會遮擋人的視線，有毒氣體會破壞人體的生理機能，讓人喪失逃生能力。建筑防排煙系統能有效降低煙氣對人體的傷害，控制煙氣和火災的蔓延，降低火災危害。因此除了防排煙管道應滿足基本的耐火性能要求外，作為管道支承的抗震支吊架也應具有良好的耐火性能，否則在火災中抗震支吊架破壞必然會導致管道的破壞或垮塌，這樣不但會導致防排煙系統功能失效，管道還有可能成為煙氣和火災傳播的通道。

（三）電線電纜是建筑火災預防的關鍵環節

電線電纜的引燃是電氣火災的主要原因，電線電纜通常集中成束鋪設，其表面的絕緣層、護套含有大量可燃物，由于自身老化、電氣短路或外部火源等作用下容易被點燃，進而引發火災。同時，與消防相關的電線電纜還關系到火災應急照明與疏散、火災探測與報警、消防聯動等諸多安全保障功能。因此電線電纜的火災防治較為關鍵，除了提倡采用阻燃及耐火電纜外，用于鋪設電線電纜的槽盒也應具有防火保護功能。同樣，用于支承電纜槽盒、母線槽的抗震支吊架如果沒有良好的耐火性能，在火災中失去承載力，勢必造成線路系統的垮塌，從而引發電線電纜的燃燒和破壞。

五、結語

抗震支吊架作為機電工程管線及設備的安裝固定基礎，已在我國推行多年，應用越來越廣泛，但在實際工程中還存在諸多爭議，質量參差不齊。目前現行規范對抗震支吊架并沒有提出更多的耐火性能要求。隨著人們安全意識的提高，抗震支吊架的耐火性能將逐漸得到更多社會關注?？拐鹬У跫艿漠a品標準GB/T 37267已明確規定抗震支吊架的耐火性能需達到3h。由于抗震支吊架實際應用中，其材質、結構、用途、承載物等差異較大，抗震支吊架的耐火性能與其實際應用緊密相關，不同工況下的耐火性能現狀究竟如何，還需做進一步的研究。

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基金項目：基礎科研項目，項目編號：T2019880203。

作者簡介：曾緒斌（1978.07—），男，四川省成都市金堂縣人，碩士，應急管理部四川消防研究所副研究員，研究方向：建筑防火、標準與測試技術。